JP2009519851A - ベルト引出し制御される力制限装置を有する安全ベルト巻上げ装置 - Google Patents

Abstract

車両に反応するおよび／またはベルトバンドに反応するに駆動可能な、ベルト軸のためのロッキング装置、ハウジングを有するベルト軸をロックするために移動可能に配置されたロック部材の支持体としてのプロフィールヘッドおよび２段階に形成されて、列内に相前後して接続された２つの力制限部材を有する力制限装置を有し、力制限部材が、制御装置を用いて駆動可能な、介在するカップリングを介して高い力制限レベルと低い力制限レベルとの間で切り替え可能である、自動車用の安全ベルト巻上げ装置は、高い力制限レベルと低い力制限レベルの間でカップリング（１９、２０）を切り替えるための制御装置が、ベルト軸（１３）からのそれぞれのベルト引出しの寸法を定めるカウンターギア（２２）からなり、かつカップリング（１９、２０）が高い力制限レベルと低い力制限レベルとの間で可逆的に双方向に切り替え可能であることを特徴としている。

Description

本発明は、自動車用の安全ベルト巻上げ装置であって、車両に反応して、および／または、ベルトバンドに反応して、駆動可能な、ベルト軸のためのロッキング装置と、ハウジングを有するベルト軸をロックするために移動可能に配置されたロック部材の支持体としてのプロフィールヘッドと、２段階に形成されて、列内に相前後して接続された２つの力制限部材を備えた力制限装置とを有し、力制限部材が、介在する、制御装置によって駆動可能なカップリングを介して高い力制限レベルと低い力制限レベルとの間で切り替え可能である、安全ベルト巻上げ装置に関するものである。

上述した特徴を有する安全ベルト巻上げ装置が、特許文献１ＤＥ２００１５４０２Ｕ１に記載されている。この安全ベルト巻上げ装置は、ベルト軸とそのプロフィールヘッドとの間に配置されたトーションバーに加えて、２つの滑りカップリングの形式の、互いに列をなして接続された他の２つの力制限装置を有しており、その２つが外と内に歯を有する歯付きリングを介して互いに結合されている。高い力制限レベルを有する、第１の摩擦カップリングが、ベルト軸ないしそのプロフィールヘッドと歯付きリングの間、そして第２の摩擦カップリングが歯付きリングとハウジングの間で作用する。歯付きリングは、初期状態において、制御装置によって駆動可能な爪を介してハウジング不動に固定されており、爪は必要な場合には制御装置によって歯付きリングとの係合から外されるので、歯付きリングはベルト巻上げ装置ハウジングに対して自由に回転することができる。

既知のベルト巻上げ装置の力制限部材の制御は、歯付きリングが爪を介してハウジング不動に固定されているので、事故の際にまずより高い力制限レベルが作用するように、行われる。車両側の信号によって、運転者の大きさ、重量または位置に基づいて、あるいは事故の重大さに基づいて、搭乗者に作用する拘束力が大きくなり過ぎる場合に、爪が歯付きリングとの係合から外れるように制御されるので、歯付きリングはハウジングに対して自由に回転することができる。従って、ハウジングと歯付きリングとの間で相対移動がもたらされ、ハウジングと歯付きリングとの間に位置する第２の摩擦カップリングが、より低い力制限レベルを有する力制限装置として作用する。従って切替えプロセスは、それぞれ高い力制限レベルから低い力制限レベルへ行われ、可逆的ではない。その限りにおいて、既知のベルト巻上げ装置は、ベルトで固定された、比較的小さい、ないしは比較的軽い人にまず高い力制限レベルが作用し、それがそれに応じた強さの、拘束力の増大をもたらす、という欠点と結びついている。拘束力が高くなり過ぎた場合に初めて、力制限レベルの低下が行われる。他の欠点は、既知の安全ベルト巻上げ装置は、シート上に固定された搭乗者の動きによる瞬間の位置変化の考慮を許さないことにある。
独国実用新案公開ＤＥ２００１５４０２Ｕ１号 欧州特許公開ＥＰ０９１３３００Ａ１号 独国特許公開ＤＥ４１３２８７６号

本発明の課題は、種概念の特徴を有する安全ベルト巻上げ装置を、力制限レベルの調節がよりフレキシブルかつより良く搭乗者状況に適合して行われるように、展開することである。

この課題の解決は、本発明の好ましい形態および展開を含めて、この明細書の前に掲げられた、特許請求項の内容から明らかにされる。

本発明の基本的考え方において、高い力制限レベルと低い力制限レベルとの間でカップリングを切り替えるための制御装置は、ベルト軸からのそれぞれのベルトバンド引出しの寸法を定めるカウンターギアからなり、かつカップリングは高い力制限レベルと低い力制限レベルとの間で可逆的に双方向に切り替え可能である。

本発明は、力制限レベルが初めから、事故の瞬間に存在するベルトバンド引出しに従って、それぞれ高いレベルか、あるいは低いレベルに調節される、という利点と結びついている。従って、身体寸法とそれぞれの衣服に基づくベルト引出しだけでなく、事故の瞬間にまさに支配している、車両搭乗者の座り位置も考慮することができる。すなわち、従来技術によれば低い力制限レベルがオンにされる、小柄で、従って通常軽い搭乗者が、事故の直前に前屈みになった場合に、その人は場合によってはそれだけ車両部分に近づくので、低い力制限レベルと結合された、より大きいベルトバンド引出し距離がすでに、搭乗者を危険にさらすことになりかねない。それに対して本発明に基づく安全ベルト巻上げ装置においては、この場合においてもベルトバンド引出しの照会を介して直接高い力制限レベルがオンにされることが、保証されており、その高い力制限レベルにおいてはより大きいベルト力を甘受しながら搭乗者の可能な前方移動が阻止され、その限りにおいて小柄な搭乗者もより良好に保護される。

さらに、好ましい方法で、切替え点の直前にあるベルト引出しで拘束され、その限りにおいて低い力制限レベルがオンになっている人のための保護が改良される。事故の際に、低い力制限レベルを有する力制限部材の応答によるベルト引出しが生じ、そのベルト引出しにおいて切替え点を超えることができ、従って高い力制限レベルが接続される。

本発明の実施例によれば、カップリングは、ベルト巻上げ装置のハウジングに回転可能に軸承されて、ロッキング場合においてプロフィールヘッドのロック部材によって噛合される歯付きリングと、制御装置によって２つの切替え位置の間で双方向に移動可能な爪とからなり、その爪によって歯付きリングが一方の切替え位置において解放され、他方の切替え位置においてはハウジング固定でロックされる。２つの力制限レベルの間で切替え接続を実施するために歯付きリングを使用することが特許文献１から知られている限りにおいて、付属の爪の運動は、一方の切替え方向のみに行われる。

詳細には、力制限部材は歯付きリングに関して次のように、すなわち歯付きリングがハウジングに対して回転可能である場合に、低い力制限レベルを有する第１の力制限段階が実現され、制御装置によって歯付きリングと噛合するように駆動される爪によって、歯付きリングがハウジング固定でロックされた場合に、高い力制限レベルを有する第２の力制限段が実現されるように、配置することができる。

本発明の実施例によれば、低い力制限レベルを定める力制限部材が、ベルト巻上げ装置ハウジング内でベルト軸の外部に配置されているトーションバーであって、その一方の端部がハウジング固定で挟持されており、その他方の端部は結合手段を介して歯付きリングに次のように、すなわち、歯付きリングの回転がトーションバーの捻りに変換可能であるように、接続されている。そのために、ベルト軸の外部に配置された、第２の力制限部材としてのトーションバーは、特許文献２から知られており、それは歯車伝導機構を介してベルト軸と直接結合されており、従ってそれぞれベルト軸と共通に回転する。然るべき荷重がかかった場合に、第２のトーションバーがブロックされるので、その力制限作用が、ベルト軸内に配置されている第１のトーションバーによって構築された力制限レベルに加算される。それとは逆に、本発明においては、外側にあるトーションバーは、たとえば同様に、ベルト軸内に配置されているトーションバーの形式の、第２の力制限部材から、回転可能な歯付きリングを介して分離される。

本発明の実施例によれば、結合手段が予め定められた長さを有する金属バンドからなり、その一方の端部が歯付きリングに懸架されており、その他方の端部は、トーションバーと相対回動不能に結合された、ベルト巻上げ装置ハウジングに回転可能に配置された巻取りロール上に巻き取られて、終端側においてそれに固定されている。そこから、トーションバーの捻りと結合されたベルトバンド引出しは、力制限レベルが低い場合でも、引き出すべき金属バンドの長さに制限されている、という利点が得られる。金属バンドが完全に引き出された場合に、歯付きリングから捻れたトーションバーへの、従ってハウジング内への、直接の力伝達が行われるので、堅固なシステムが形成され、そのシステムにおいては、爪が駆動され、歯付きリングがそれ自体回転可能である場合でも、それにもかかわらず他の力制限部材の高い力制限レベルが有効になる。従って、制御装置が低い力制限レベルしかもたらさない人についても、付加的な安全性が与えられる。

代替的な実施形態においては、低い力制限レベルを定める力制限部材の形成に関して、低い力制限レベルを定める力制限部材が、ベルト軸の外部においてベルト巻上げ装置ハウジングに配置された、ハウジング固定で配置されたシケインを通して案内される引っ張り部材を有する曲げブレーキであって、その引っ張り部材の一方の端部が歯付きリングに次のように、すなわち歯付きリングの回転が、シケインを通しての引っ張り部材の、エネルギを吸収する引出しに変換可能であるように、接続されている。それと結びついた利点は、付加的な力制限部材としての曲げブレーキの配置が、コスト的に好ましいことである。力制限の有効性は、簡単な方法で、シケインを通して引っ張るべき引っ張り部材の長さ、従って差し出すべきストック、を介して調節することができる。

、本発明の様々な実施例に従って、ストックを形成する、引っ張り部材の自由端部が歯付きリングの外側の回りに延びるように配置され、あるいはストックを形成する、引っ張り部材の自由端部がベルト巻上げ装置ハウジングに回転可能に軸承されたストックハウジング内に配置されて、ストックハウジングから引出し可能であることができる。

好ましくは、力制限の間の力推移は、引っ張り部材がその長さにわたって変化しない幅を有することにより、あるいは引っ張り部材がその長さにわたって、力制限レベルの所望の変化に従って異なる幅を有することによって、引っ張り部材の幅を選択することにより調節することができる。

本発明の実施例によれば、カウンターギアは、ベルト軸と結合された外歯の歯車、ハウジング固定で配置された他の外歯の歯車および、２つの切替え位置へ揺動可能にハウジングに軸承された揺動アーム上に配置されている、第３の外歯の歯車からなり、３つすべての歯車が互いに噛合し、かつ歯車上にそれぞれ揺動アームのための切替え点を定める切替え突起が配置されており、その切替え突起は予め定められた引出し状態において相互に当接し、それによって揺動アームにより切替え位置の間で揺動する。この種のカウンターギアは、特許文献３から原則的に、特にチャイルドシートにおいて安全ベルト巻上げ装置を使用するためのリトラクター切替えとして、知られている。カウンターギアは、リトラクターをチャイルドシートと共に使用する場合に、ベルト軸をロッキングするためのベルトバンドに反応する、あるいは、車両に反応する制御システムをオフにする。この既知のカウンターギアにおいては、揺動アーム上に、切替え突起を備えた２つの歯車が配置されており、その歯車が、ベルト軸と結合された歯車とそれぞれ噛合する。個々の歯車上の切替え突起の配置に基づいて、切替えプロセスをもたらす前に、まず１回ベルトバンドがベルト軸から完全に引き出されなければならないので、ベルトバンドをチャイルドシート使用のために調節された引出し位置へ戻す場合に、それに応じた車両側の制御システムは、オフにされている。その後、ベルトバンドをさらに取り外し位置へ戻すことによって、ベルトバンドに反応するかつ車両に反応するな制御システムがオンにされた、新たな切替えがもたらされる。

本発明においては、ベルトバンドの引出し運動と、そして、またベルトバンドの巻取り運動に従って、歯付きリング内に爪が嵌入するための切替え点を正確に定めることが重要であるので、本発明の実施例によれば、切替えヒステリシスを制限するために、ベルト軸と結合された歯車およびハウジングに軸承された歯車は、それぞれ１つの切替え突起を有し、揺動アーム上に軸承された歯車が２つの切替え突起を有している。従って、揺動アーム上に軸承された歯車上に配置された２つの切替え突起の各々は、軸固定の歯車の切替え突起ないしハウジングに軸承された歯車の切替え突起と協働するので、ベルト軸の極めて小さい回転角度を介して２つの切替え点を調節することができる。

カウンターギアによって制御される揺動アームがその２つの切替え位置において爪を駆動しなければならない限りにおいて、本発明の代替的な実施形態によれば、揺動アームは爪を、機械的な結合を介して直接、あるいは介在する電子スイッチまたは流体スイッチを介して間接的に、駆動する。

直接機械的に駆動する場合について、本発明の実施例によれば、爪に、その爪に対して移動可能かつ揺動アームと協働する制御爪が配置されており、その制御爪は、歯付きリングの外歯と協働する制御歯を有している。この種の形態によって、制御爪の噛合を介して爪が回転する歯付きリングの外歯内へ正確な嵌め合いで係合され、歯−上−歯のロッキングをもたらさないことが、保証される。これは、装着プロセスの場合、あるいは装着した人が移動した場合に行われるベルト引出しの間の切替えプロセスについても、まず低い力制限レベルを受ける搭乗者の前移動と結びついたベルト引出しが、歯付きリングの外歯内へ爪が嵌入することにより切替えをもたらす場合の、力制限レベルの切替えについても、当てはまる。

ここで、本発明の実施例によれば、爪は、その結合脚が移動のあそびをもって軸受凹部内へ嵌入される、Ｕ字状に形成された制御爪のための、スリット形状の軸受凹部を有することができる。結合の可逆的な形成に関して、爪の復帰に関して爪を、ばねを用いて歯付きリングのための解放位置へ付勢することができる。

本発明の実施形態において、制御爪は付勢されたばねによって、歯付きリングの外歯内へ嵌入する方向にエネルギを供給され、付勢されたばねは、別に切替え可能な保持装置を用いて歯付きリングのために制御爪を解放する位置に固定されており、その保持装置は制御爪が歯付きリングの外歯内へ嵌入した場合に、付勢されたばねを解放する。それと結びついた利点は、歯付きリングの外歯内へ制御爪が動的に嵌入する場合に、歯付きリングの回転の開始時に制御爪の切替え力が、付勢されたばねの解放によって増大されることである。このようにもたらされる、切替え力の増大と、その次に歯付きリングの外歯内へ制御爪が嵌入する嵌入力に基づいて、一方では、歯付きリングのロッキングによってオンにされた高い力制限レベルがもはや不可能になり、他方では、制御爪がそのばね付勢に基づいて、付加的に、歯付きリングが不用意に回転して戻ることに対する戻り止めとして作用する。

詳細には、保持装置は、付勢されたばねに対して保持位置と解放位置との間で移動するリンクからなることができる。そのために、本発明の実施例によれば、リンクは保持レバーによって保持位置に保持され、その保持レバーは、歯付きリングに形成された凹部内に相補形状で支持されており、歯付きリングが回転した場合に、歯付きリングから自由になる。保持装置を歯付きリングの回転に結合することによって、誤作動ないし誤切替えがもたらされないことが、保証される。というのは、保持装置の解放は、歯付きリングが回転し始めることによってしかもたらされず、歯付きリングは直接有効になる、負荷を吸収する爪によって固定されるからである。

本発明の実施例に従って、付勢されたばねが次のように、すなわちばね力の力線が歯付きリングのための制御爪の解放位置において、爪における制御爪の回転軸受を介して延びており、制御爪が揺動した場合にその折れ曲りに基づいて歯付きリング内へ制御爪が嵌入する方向にトルクを発生させるように、配置され、かつ方向づけされている限りにおいて、それと、付勢されたばねの非作動位置において、保持装置によって吸収されなければならないような、付加的なトルクが作用しない、という利点が結びついている。制御爪が揺動した場合に初めて、意図されたトルクが所望のように有効になる。

本発明の実施例を図面に示し、以下で詳細に説明する。

図１、図２に示す安全ベルト巻上げ装置１０は、側方のハウジング脚１２を備えたＵ字状のハウジング１１を有しており、そのハウジング脚１２内にベルト軸１３が軸承されている。符号１４は、ベルト軸のいわゆるばね側を示しており、そのばね側に、図示されない、ベルト軸の巻取り運動のためのばねハウジング、さらに、たとえば引締め装置のような、他の機能部材を配置することができる。符号１５は、ベルト軸１３内に配置されたトーションバーの端部を示し、そのトーションバーが高い力制限レベルを有する力制限部材を形成する。

いずれにしてもトーションバー１５に比較して低い力制限レベルを有する第２の力制限部材が、ベルト軸１３の外部に配置された第２のトーションバー１６の形式で設けられており、そのトーションバーの一方の端部は、ベルト巻取り装置ハウジング１１の対応するハウジング脚１２内に固定されており、その他方の端部は、反対側のハウジング脚１２に回転可能に軸承された巻取りロール１７と相対回動不能に結合されている。巻取りロール１７上に金属バンド１８が巻き付けられており、その自由端部は、該当するハウジング脚１２に回転可能に軸承された歯付きリング１９に取り付けられている。他の図から明らかなように、歯付きリング１９は外歯を有しており、その外歯と、ハウジング脚１２内に力を伝達するように軸承された爪２０が協働する。

図２から明らかなように、歯付きリング１９を軸承するハウジング脚１２の外側に軸受プレート２８が配置されており、その軸受プレート２８はカウンターギア２２を有し、それは歯車２３と、歯車２４と、歯車２５を含み、歯車２３はベルト軸１３の対応する端部と結合されており、歯車２４は軸受プレート２８に軸承され、歯車２５は軸受プレート２８に揺動可能に軸承された揺動アーム２１上に配置されている。揺動アーム２１は、その突出部が軸受プレート２８の下を延伸し、後述するように爪２０と相互作用をおこなう。

図３には、安全ベルト巻上げ装置１０のすでに上述した個別部品が、再度詳細に示されており、明らかなように、プロフィールヘッド２６が、ベルト軸１３の、軸受プレート２８内へ嵌入する端部に、配置されており、かつ、ベルト軸１３の内部に延びるトーションバー１５と相対回動不能に結合されており、また、プロフィールヘッド２６には慣性制御される揺動爪２７が配置されており、その揺動爪２７は、歯付きリング１９に形成された内歯３３内へ係合することができる。それに対して爪２０は、歯付きリング１９の外歯３４内へ係合するように形成されている。

さらに、カウンターギア２２の拡大された表示を有する図４、５から明らかなように、歯車２３、２４、２５は互いに対して次のように、すなわち、揺動アーム２１上に軸承された歯車２５が揺動アーム２１の２つの可能な切替え位置の各々において、一方で軸歯車２３と噛合し、他方で軸受プレート２８に軸承された歯車２４と噛合するように、配置されている。２つの歯車２３、２４に、それぞれ切替え突起３０ないし３１が形成されている。それに対して、揺動アーム２１上に軸承された歯車２５には、互いに対して回転角度のずれた２つの切替え突起３２ａ、３２ｂが配置されており、切替え突起３２ａは、カウンターギア２２の所定の位置において、歯車２３の切替え突起３０に当接し（図５）、切替え突起３２ｂは揺動アーム２１が他の位置にある場合に、軸受プレートに軸承された歯車２４の切替え突起３１に当接する。図４と図５の比較から明らかなように、それぞれ２つの切替え突起コンビネーションが発生した場合に、揺動アーム２１はその２つの切替え位置に応じて揺動される。揺動アーム２１上に配置された歯車２５に設けられた２つの切替え突起３２ａ、３２ｂに基づいて、それぞれの切替え点をわずかな回転角度間隔で定めることができ、その結果、引出し方向と巻取り方向における正確に繰り返し可能な切替え点が形成されるだけでなく、２つの切替え点もベルト軸１３の回転角度に関して、互いに極めて近くに位置せしめられる。

図６から、歯付きリング１９が金属バンド１８を介して外側のトーションバー１６と協働することが詳細に明らかにされる限りにおいて、ハウジング脚１２内に軸承された爪２０が歯付きリング１９の外歯３４内に係合することが、図７〜９において詳細に理解される。歯付きリング１９が回転する場合でも歯付きリング１９の外歯３４内へ爪２０が係合することを保証するために、別体の制御爪２９が設けられており、その制御爪２９は、側方の脚３６とその間に位置する結合部３７とを有するＵ字状の構成部品として形成されており、爪２０は、スリット形状の軸受切欠き３８を有しており、その軸受切欠き３８の中へ制御爪２９の結合部３７が挿入されているので、制御爪２９の側方の脚３６の間に爪２０を挟み込む。その限りにおいて、制御爪２９自体が移動の遊びをもって爪２０に直接回転可能に軸承されている。この軸承は、制御爪２９の結合部３７にやや突出するチルトエッジ３９が形成されており、そのチルトエッジ３９が、爪２０のスリット形状の軸受切欠き３８の底に形成された収容溝４０内へ嵌入するので、制御爪２９が爪２０内でわずかな力の消費で移動できるように、実現されている。結合部３７に、制御歯４２が形成されており、その制御歯は、歯付きリング１９の外歯３４と噛合するように形成されている。爪２０に板ばね３５が係合し、その板ばね３５によって爪が、歯付きリング３３の外歯３４との係合を外れた非作動位置に保持される。

図１０ａ−１０ｃからは、２つの力制限レベルの間で双方向に切り替える形態が明らかにされる。
まず図１０ａから明らかなように、爪２０は歯付きリング１９の外歯３４と噛合していない；同じことが、制御爪２９についても当てはまり、この制御爪は、それに作用する、揺動アーム２１の突出部４１によって、図１０ａに示す位置に保持される。この位置において、プロフィールヘッド２６に軸承された揺動爪２７も、歯付きリング１９の内歯３３とは噛合していない。従って、互いに関与する構成部品のこの位置において、ベルト軸１３は自由に回転することができる。しかし、揺動爪２７が歯付きリング１９の内歯と噛合するようにトリガーされた場合に、歯付きリング１９はベルト軸と一緒にベルト引出し方向に回転し、歯付きリング１９は、それに懸架された金属バンド１９を介して外側のトーションバー１６にエネルギを供給するので、ベルト軸がさらに回転した場合に、低い力制限部材が有効になる。

図１０ｂには、カウンターギア２２によって揺動アーム２１の切り替えが行われた場合の、制御爪２９の位置が示されており、揺動アーム２１の突出部４１が歯付きリング１９の外歯３４の移動路内へ突出しているので、歯付きリング１９の回転が始まった場合に制御爪２９が捕捉されて、揺動され、制御爪の揺動によって爪２０も同様に揺動されて、歯付きリング１９の外歯と定められたように噛合され、噛合した場合にそれに応じて連動される。

しかし、図１０ｂに示す機能位置において、ここでも揺動爪２７は、まだ歯付きリング１９の内歯３３とは噛合していないので、図１０ｂに示す位置は、単に、ロッキングシステムが応答し、揺動爪２７がトリガーされた場合に、歯付きリング１９が直接爪２０を介してハウジング脚１２ないしハウジング１１に力を伝達するように固定される、切替え位置を示しているだけなので、この位置においては、ベルト軸の外部に配置された、低い力制限レベルを有する第２のトーションバーは、有効にはならない。むしろ、歯付きリング１９の外歯３４内へ爪２０が嵌入した場合に、ベルト軸１３内に配置された、高い力制限レベルを有するトーションバー１５のみが、接続される。この状態が、爪２０が歯付きリング１９の外歯３４内へ完全に噛合する前の、所定の中間位置において、図１０ｃに示されている；従って爪２０は、「結合準備ができている」。

図１１ａ−１１ｃに示す実施例において、制御爪２９を歯付きリング１９の外歯３４と係合する方向へ付勢する、付勢されたばね５０の配置によって、制御爪２９が歯付きリング１９の歯内へ噛合した場合に、付加的な切替え力ないし付加的なトルクが生じることが、もたらされる。そのために、制御爪２９の端部が付勢されたばね５０によってエネルギを供給され、そのばねは、ベルト巻上げ装置ハウジング１１に取り付けられたばね軸受台５１に支持されている。付勢されたばね５０は制御爪２９に関して、ばねの力線が歯付きリング１９のために制御爪２９を解放する位置において爪２０に設けられた制御爪２９の回転軸受５６を介して延びるように、配置され、かつ方向付けされているので、付勢されたばね５０は制御爪２９のこの非作動位置において、対応づけられた保持装置によって吸収されなければならない、付加的なモーメントをもたらさない。この保持装置は、ばね軸受台５１に接して摺動可能に案内されるリンク５２からなり、そのリンクは図１１ａに示す初期位置において、付勢されたばね５０を固定している。リンク５２自体は、回転点５４を中心に回転可能に軸承された保持レバー５３と協働し、その保持レバーの保持アームが、歯付きリング１９に形成された凹部５５内に相補形状で支持されている。従って図１１ａに示す位置において、制御爪２９は、歯付きリング１９の外歯３４と噛合しない位置に保持される。

然るべき必要が生じた場合に、歯付きリング１９が回転し始めると、歯付きリング１９の回転によって、保持レバー５３が歯付きリング１９の凹部５５から自由になり、それによって揺動し、かつリンク５２がばね軸受台５１内で摺動して、付勢されたばね５０が解放され、従って制御爪２９にエネルギを供給する。この機能位置が、図１１ｂに示されている。

図１０ｂについて行った説明に応じたカウンターギア２２の位置に基づいて、制御爪２９が歯付きリング１９の外歯３４の移動路内へ嵌入して、歯付きリング１９が回転を始めた場合に捕捉されて、揺動された場合に、制御爪２９の揺動によって導入された、制御爪２９のこの嵌入運動が、折れ曲り、それによって制御爪２９に付加的なトルクを加える、付勢されたばね５０によって支援される。このようにして、制御爪が付勢されたばね５０の作用も受けて歯付きリングの外歯と噛合するように保持されているので、切替えプロセスが不可逆的に行われ、同時にそれによって制御爪２９は、歯付きリング１９のための戻り止めとして作用する。

図１２，１３から、ベルト軸１３の外部に配置された、低い力制限レベルを有するトーションバー１６と歯付きリング１９との金属バンド１８を介した結合が、再度明らかにされる。図１２に示すように、歯付きリング１９が回転した場合に金属バンド１８が巻取りロール１７から引き出され、その巻取りロールはトーションバー１６と相対回動不能に結合されていることに基づいて、力を吸収しながらこのトーションバーを捻る。図１３に示すように、金属バンド１８が巻取りロール１７から完全に引き出された場合に、金属バンド１８がトーションバー１６に力を伝達するように固定されていることに基づいて、回転可能な歯付きリング１９を介しての力の伝達に関する堅固なシステムが形成される。

図１４、１５に、低い力制限レベルを有する力制限部材を配置するための他の実施例が示されている限りにおいて、セルフロックするベルト巻上げ装置の機能は、上述したように行われる。図１４と１５に示す実施例においては、小さい力制限レベルを有する付加的なトーションバーが、曲げブレーキによって置き換えられているだけである。この曲げブレーキは、好ましくは適切な材料からなる金属バンドの形式の、引っ張り部材６０からなり、その引っ張り部材６０は、一方の端部において歯付きリング１９に懸架され、ハウジング固定で配置されたシケイン６１を通して案内されている。シケイン６１を通して引っ張り部材６０を引っ張り移動させるためのストックを形成する、引っ張り部材の自由端部６２が、シケイン６１を越えて突出している。図１４に示す実施例において、引っ張り部材６０の自由端部６２は、シケイン６１に続いて回転可能な歯付きリング１９の外側に巻き付けられ、従ってストックとして提供される。図１５に示す実施例において、この自由端部６２は、ベルト巻上げ装置ハウジング１１に回転可能に配置された、別体のストックハウジング６３内に挿入されており、歯付きリング１９が回転した場合にそこから引き出すことができる。

次に、本発明に基づくベルト巻上げ装置の機能を、その個別部品の機能についての上述した説明を参照しながら、再度説明する。

搭乗者が、安全ベルト巻上げ装置１０のベルト軸１３上に巻上げられた、図示されないベルトバンドを装着した場合に、ベルト引出しの寸法は、カウンターギア２２によって記録され、ベルト軸の適切な回転数の後に、軸歯車２３上にある切替え突起３０が切替え揺動アーム２１上に軸承された歯車２５の切替え突起３２ａに当接し、この切替え点に達した場合に、揺動アーム２１が、図１０ｂに示す位置へ切り替えられる。すなわち、ベルトを引き出す場合にこの切替え位置へ達することは、それだけ多くのベルトバンドを必要とする、大きい搭乗者が拘束されたことを、意味している。この種の大きい搭乗者のためには、事故の際に大きい力制限レベルのみが有効であるので、規定された切替え点に達した場合に、制御爪２９は歯付きリング１９の外歯３４の回転ルート内へ移動される。事故の際に、プロフィールヘッド２６に軸承された揺動爪２７が歯付きリング１９の内歯３３内へ噛合することによって、ベルト軸１３と歯付きリング１９が結合された場合に、歯付きリング１９が制御爪２９を操作し、その制御爪がそれに応じて爪２０を歯付きリング１９の外歯３４内へ噛合させるので、歯付きリング１９がハウジング１１に固定される。この位置において、第２のトーションバー１６ないし低い力制限レベルを有する引っ張り部材６０は、有効になることはできない。図１１ａ−１１ｃに示す実施例が実現される限りにおいて、爪２０を有する制御爪２９が歯付きリング１９の外歯３４内へ動的に噛合することが、付勢されたばね５０によって支援される。

それに対して、比較的小さい搭乗者が安全ベルトを装着した場合に、それに応じたベルト引出しによって、切替え突起３０と３２ａの間の言及された切替え点は達成されないので、揺動アーム２１は、図１０ａに示すように制御爪２９が歯付きリング１９の外歯３４と噛合しない位置に留まる。この位置において、歯付きリング１９は、事故発生において揺動爪２７がトリガーされて歯付きリング１９の内歯３３内へ噛合することによってベルト軸１３に結合された場合に、ハウジングに対して回転することができ、金属バンド１８を巻取りロール１７から引き出す；巻取りロール１７の回転が、トーションバー１６の力を吸収する捻れをもたらす。トーションバー１６の力制限レベルは、ベルト軸１３のトーションバー１５の力制限レベルよりも低く設計されているので、回転可能な歯付きリング１９において、比較的小さい搭乗者のために適切であり、かつ設けられている、小さい力制限レベルしかもたらさない。同様なことが、力制限部材としての引っ張り部材６０の配置についても、当てはまる。

搭乗者が装着プロセスにおいて、カウンターギア２２の然るべき切替え点がまだ達成されないくらいの長さのベルトバンドを必要とした場合に、彼はまず、図１０ａについて上述した位置に留まる。しかし、このように装着した搭乗者が移動し、たとえば前かがみになった場合に、多くのベルトが引き出され、そして、このベルト引出しが切替え突起３０と切替え突起３２ａの間で然るべく調節された切替え点を上回った限りにおいて、場合によっては短時間だけの、この状態のためにも、揺動アーム２１が切り替えら、その限りにおいてトーションバー１５のみの切替えに関して切替え準備完了状態がもたらされる。この種の場合において、搭乗者が再び身体を起こした場合に、ベルト軸１３の逆回転と結びついたベルト引込みによって、揺動アーム２１上に配置された歯車２５の切替え突起３２ｂが軸受プレート２８に配置された歯車２４の切替え突起３１上に当接し、それによって揺動アーム２１が新たに、図１０ａに示すように揺動アームが制御爪２９を歯付きリング１９と噛合しないように保持する位置へ切り替えられるので、歯付きリングは再び自由に回転することができる。この双方向切替えは、装着した搭乗者にとっては感じられないが、それぞれ事故の瞬間において支配する座り位置に応じて、比較的小さい搭乗者においても、小さい力制限レベルか、あるいは初めから高い力制限レベルがオンにされて、後者の場合に搭乗者の大きすぎる前移動が回避されることを、保証する。

しかし、同様な切替え状態は、事故の際に第２のトーションバー１６を有効にすることと結びついたベルト引出しが、切替え点の超過をもたらした場合にも、生じることができ、最初は小さい力制限レベルを受けた搭乗者が、場合によっては車両部分に許されないほど接近することがある。このような場合においても、特に制御爪２９の形成に基づいて、爪２０が回転する歯付きリング１９内へ噛合され、図１０ｃに示す高い力制限レベルがオンにされる。

上述した説明、特許請求項、要約および図面に開示された、この書類の対象の特徴は、単独でも、互いに任意に組み合わせても、種々の実施形態において発明を実現するために本質をなすことができる。

ベルト巻上げ装置を示す斜視図である。 図１の対象を他の視点から示す斜視図である。 図１と２に示す対象を分解して示す斜視図である。 カウンターギアとして形成された制御装置を、揺動アームの一方の切替え位置で示す上面図である。 図４の対象を、揺動アームの他方の切替え位置で示している。 歯付きリングとそれに接続された、低い力制限レベルを有するトーションバーを分解して示している。 爪を対応づけられた制御爪および歯付きリングと共に拡大して示す部分表示である。 爪とそれに取り付けられた制御爪を示す斜視図である。 図８の対象を、爪と制御爪を別々にして表示している。 歯付きリングの外歯に爪が嵌入するシーケンスを示している。 歯付きリングの外歯に爪が嵌入するシーケンスを示している。 歯付きリングの外歯に爪が嵌入するシーケンスを示している。 制御爪を、それにエネルギを与える、付勢されたばねおよび付勢されたばねのための、対応づけられた保持装置と共に、制御爪のある機能位置で示している。 制御爪を、それにエネルギを与える、付勢されたばねおよび付勢されたばねのための、対応づけられた保持装置と共に、制御爪のある機能位置で示している。 制御爪を、それにエネルギを与える、付勢されたばねおよび付勢されたばねのための、対応づけられた保持装置と共に、制御爪のある機能位置で示している。 歯付きリングとそれに接続された、低い力制限レベルを有するトーションバーを初期状態で示す側面図である。 図１２の対象を、金属バンドが引き出された状態で示している。 歯付きリングを曲げブレーキとして形成された、低い力制限レベルを有する力制限装置と共に示す側面図である。 図１４の対象を他の実施形態おいて示している。

Claims (22)

1. 自動車用の安全ベルト巻上げ装置であって、
   車両に反応して、および／またはベルトバンドに反応して制御可能な、ベルト軸のためのロッキング装置と、
   ハウジングを有するベルト軸をロックするために移動可能に配置されたロック部材の支持体としてのプロフィールヘッドと、
   直列に相前後して接続された２つの力制限部材を有する２段式力制限装置と、を有し、
   力制限部材が、制御装置を用いて制御可能な、介装されたカップリングを介して高い力制限レベルと低い力制限レベルとの間で切り替え可能である、安全ベルト巻上げ装置において、
   高い力制限レベルと低い力制限レベルの間でカップリング（１９、２０）を切り替えるための制御装置が、ベルト軸（１３）からのそれぞれのベルト引出しの寸法を定めるカウンターギア（２２）を具備し、かつカップリング（１９、２０）が高い力制限レベルと低い力制限レベルとの間で可逆的に双方向に切り替え可能である、
   ことを特徴とする自動車用の安全ベルト巻上げ装置。
2. カップリングが、ベルト巻上げ装置（１０）のハウジング（１１）に回転可能に軸承された、ロッキング時にはプロフィールヘッド（２６）のロック部材（２７）によって噛合される歯付きリング（１９）と、制御装置（２２）によって２つの切替え位置の間で双方向に移動可能な爪（２０）とから成り、
   前記爪を用いて歯付きリング（１９）が、一方の切替え位置においては解放され、他方の切替え位置においてはハウジング固定でロックされる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の安全ベルト巻上げ装置。
3. 力制限部材（１５、１６）が歯付きリング（１９）に関して、
   歯付きリング（１９）がハウジング（１１）に対して回転可能な場合に、低い力制限レベルを有する第１の力制限段が実現され、
   歯付きリング（１９）が制御装置（２２）により歯付きリング（１９）と噛合するように駆動可能な爪（２０）によってハウジング固定で固定された場合に、高い力制限レベルを有する第２の力制限段が実現されるように、配置されている、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の安全ベルト巻上げ装置。
4. 低い力制限レベルを定める力制限部材が、ベルト巻上げ装置ハウジング（１１）内でベルト軸（１３）の外部に配置されたトーションバー（１６）であって、
   その一方の端部はハウジング固定で挟持されており、
   その他方の端部は結合手段（１８）を介して歯付きリング（１９）に、歯付きリング（１９）の回転がトーションバー（１６）の捻りに変換可能であるように、接続されている、
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の安全ベルト巻上げ装置。
5. 結合手段が、予め定められた長さを有する金属バンド（１８）からなり、
   前記金属バンドの一方の端部が歯付きリング（１９）に懸架されており、その他方の端部は、トーションバー（１６）と相対回動不能に結合された、ベルト巻上げ装置ハウジングに回転可能に配置された巻取りロール（１７）上に巻き取られ、かつ終端側においてその巻取りロールに固定されている、
   ことを特徴とする請求項４に記載の安全ベルト巻上げ装置。
6. 低い力制限レベルを定める力制限部材が、ベルト軸（１３）の外部においてベルト巻取り装置ハウジング（１１）に配置された、ハウジング固定で配置されたシケイン（６１）を通して案内される引っ張り部材（６０）を有する曲げブレーキであって、
   前記引っ張り部材の一方の端部が歯付きリング（１９）に、歯付きリング（１９）の回転がシケイン（６１）を通しての引っ張り部材（６０）のエネルギを吸収する引っ張りに変換可能であるように、接続されている、
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の安全ベルト巻上げ装置。
7. 引っ張り部材（６０）の、ストックを形成する自由端部（６２）が、歯付きリング（１９）の外側を回るように延びて配置されている、ことを特徴とする請求項６に記載の安全ベルト巻上げ装置。
8. 引っ張り部材（６０）の、ストックを形成する自由端部（６２）が、ベルト巻取り装置ハウジング（１１）に回転可能に軸承されたストックハウジング（６３）内に配置されて、ストックハウジング（６３）から引き出し可能である、ことを特徴とする請求項６に記載の安全ベルト巻上げ装置。
9. 引っ張り部材（６０）が、その長さにわたって変化しない幅を有している、ことを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の安全ベルト巻上げ装置。
10. 引っ張り部材（６０）が、その長さにわたって、力制限レベルの所望の変化に従って異なる幅を有している、ことを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の安全ベルト巻上げ装置。
11. カウンターギア（２２）が、ベルト軸（１３）と結合された外歯の歯車（２３）と、ハウジング固定で配置された他の外歯の歯車（２４）と、２つの切替え位置へ揺動可能にハウジングに軸承されている揺動アーム（２１）上に配置された第３の外歯の歯車（２５）とから成り、
    ３つの歯車（２３、２４、２５）が互いに噛合し、かつ歯車（２３、２４、２５）上にそれぞれ揺動アーム（２１）のための切替え点を定める切替え突起（３０、３１、３２ａ、ｂ）が配置されており、
    前記切替え突起は予め定められた引出し状態において相互に当接し、それによって切替え位置の間で揺動アーム（２１）を揺動させる、
    ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の安全ベルト巻上げ装置。
12. 切替えヒステリシスを制限するために、
    ベルト軸（１３）と結合された歯車（２３）とハウジングに軸承された歯車（２４）が、それぞれ１つの切替え突起（３０、３１）を有し、揺動アーム（２１）上に軸承された歯車（２５）が２つの切替え突起（３２ａ、ｂ）を有している、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の安全ベルト巻上げ装置。
13. 揺動アーム（２１）が、機械的な結合を介して爪（２０）を直接駆動する、ことを特徴とする請求項１１または１２に記載の安全ベルト巻上げ装置。
14. 揺動アーム（２１）が、介在する電子スイッチを介して間接的に爪（２０）を駆動する、ことを特徴とする請求項１１または１２に記載の安全ベルト巻上げ装置。
15. 揺動アーム（２１）が、介在する流体スイッチを介して爪（２０）を間接的に駆動する、ことを特徴とする請求項１１または１２に記載の安全ベルト巻上げ装置。
16. 爪（２０）に、それに対して移動可能かつ揺動アーム（２１）と協働する制御爪（２９）が配置されており、前記制御爪が、歯付きリング（１９）の外歯（３４）と協働する制御歯（４２）を有している、ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の安全ベルト巻上げ装置。
17. 爪（２０）が、その結合ウェブ（３７）が移動のあそびをもって軸受凹部（３８）内へ嵌入する、Ｕ字状に形成された制御爪（２９）のための、スリット形状の軸受凹部（３８）を有している、ことを特徴とする請求項１６に記載の安全ベルト巻上げ装置。
18. 爪（２０）が、ばね（３５）によって歯付きリング（１９）のための解放位置へ付勢されている、ことを特徴とする請求項１６または１７に記載の安全ベルト巻上げ装置。
19. 制御爪（２９）が、付勢されたばね（５０）によって、歯付きリング（１９）の外歯（３４）内へ噛合する方向にエネルギを供給されており、
    付勢されたばね（５０）は、別に切替え可能な保持装置（５２、５３）によって歯付きリング（１９）のために制御爪（２９）を解放する位置に固定されており、
    前記保持装置は、制御爪（２９）が歯付きリング（１９）の外歯（３４）内へ嵌入した場合に、付勢されたばね（５０）を解放する、
    ことを特徴とする請求項１５から１８のいずれか１項に記載の安全ベルト巻上げ装置。
20. 保持装置が、付勢されたばね（５０）に対して保持位置と解放位置との間で移動可能なリンク（５２）から成る、ことを特徴とする請求項１９に記載の安全ベルト巻上げ装置。
21. リンク（５２）が、保持レバー（５３）によって保持位置に保持されており、前記保持レバーが、歯付きリング（１９）に形成された凹部（５５）内に相補形状で支持され、歯付きリング（１９）が回転した場合に歯付きリング（１９）から自由になる、ことを特徴とする請求項２０に記載の安全ベルト巻上げ装置。
22. 付勢されたばね（５０）が、次のように、すなわち、
    歯付きリング（１９）のための制御爪（２９）の解放位置におけるばね力の力線が、爪（２０）における制御爪（２９）の回転軸受（５６）を介して延びるように、配置され、かつ、方向づけされており、
    制御爪（２９）が揺動した場合にその折れ曲りに基づいて、制御爪（２９）が歯付きリング（１９）内へ嵌入する方向にトルクを発生させる、
    ことを特徴とする請求項１９から２１のいずれか１項に記載の安全ベルト巻上げ装置。

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